Кондратенко Галина Володимирівна. Нечіткі моделі та алгоритми для оптимізації маршрутів і траєкторій в умовах невизначеності: Дис... канд. техн. наук: 05.13.06 / Український держ. морський технічний ун-т ім. адмірала Макарова. - Миколаїв, 2002. - 278арк. - Бібліогр.: арк. 190-205.
Анотація до роботи:
Кондратенко Г.В. Нечіткі моделі та алгоритми для оптимізації маршрутів і траєкторій в умовах невизначеності. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. – Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2003.
Дисертація присвячена розробці нечітких моделей, алгоритмів оптимізації та програмного забезпечення для підвищення ефективності маршрутів і траєкторій рухомих об’єктів в умовах невизначеності. Розроблено стохастичні імітаційні моделі прогнозних та реальних параметрів вузлів для моделювання та оптимізації маршрутів і траєкторій в умовах невизначеності; узагальнені алгоритми фаззифікації відносних якісних сигналів, що характеризують нечіткі параметри вузлів; комбіновані алгоритми для прийняття рішень щодо включення вузлів-претендентів до відповідної траєкторії; структури баз правил нечітких експертних систем для формування значень рівня сатисфакції параметрів вузлів на траєкторіях; методи підвищення ефективності процесів оптимізації маршрутів і траєкторій в умовах невизначеності шляхом настроювання критичного рівня сатисфакції та глибини пошуку найближчих вузлів-претендентів в конфліктних ситуаціях; критерії оцінки ефективності планування маршрутів і траєкторій в умовах невизначеності; уніфіковане програмно-алгоритмічне забезпечення СППР на основі об’єктно-орієнтованих інформаційних технологій.
Шляхом аналізу об’єкта досліджень встановлено, що підвищення ефективності процесів формування та оптимізації маршрутів і траєкторій в умовах невизначеності можливе шляхом розробки нових та удосконалення існуючих моделей і алгоритмів для прийняття рішень в конфліктних ситуаціях при різних ступенях невизначеності апріорної та поточної інформації. Запропоновані моделі, алгоритми та програмне забезпечення забезпечують підвищення ефективності використання обчислювальних ресурсів, підвищення швидкодії алгоритмів, розробки нових та удосконалення існуючих методів формалізації, оцінки ефективності і моделювання синтезованих в умовах невизначеності маршрутів і траєкторій.
Розроблено нечіткі математичні моделі для розв’язку задач планування та оптимізації маршрутів і траєкторій при невизначеності вхідних даних, параметрів цільових функцій та обмежень. Запропоновано алгоритми і моделі для представлення і обробки нечіткої інформації на основі застосування ФН трикутної та LR-форм, спеціальних перетворень розмитих змінних та параметрів.
Сформовано стохастичні імітаційні моделі вхідної нечіткої інформації для тестування алгоритмів планування та оптимізації маршрутів і траєкторій в умовах невизначеності. Запропоновано комплекс критеріїв для оцінки ефективності процесів планування на основі мінімізації загальної довжини маршрутів, кількості маршрутів та ресурсних залишків транспортних одиниць після обслуговування всіх вузлів відповідного маршруту.
На основі застосування нечіткої логіки розроблено узагальнену структуру багатокрокових алгоритмів планування та оптимізації маршрутів і траєкторій з використанням процедур ранжування вузлів та побудови множини гамільтонових циклів. Обґрунтовано ієрархічний підхід до класифікації CVRP та сформульовано відмінні ознаки задач верхнього, середнього та нижнього рівнів.
Обґрунтовано і розроблено структуру СППР, бази знань НЕС для прийняття рішень в конфліктних ситуаціях шляхом прогнозування рівня сатисфакції нечітких замовлень в вузлах-претендентах та процедуру вибору критичного значення рівня сатисфакції на основі мінімізації загальної довжини маршрутів.
Розроблено узагальнений алгоритм фаззифікації вхідної інформації НЕС при застосуванні нечітких моделей вхідних сигналів та лінгвістичних термів у вигляді нечітких множин з трикутними та гіперболічними LR-формами ФН. Запропоновано алгоритми поглибленого пошуку вузлів-претендентів в конфліктних ситуаціях та алгоритми зниження ступеня невизначеності вхідної інформації шляхом збільшення кількості пріоритетних факторів і використання відносних величин нечітких вхідних сигналів.
Шляхом моделювання процесів бункерування суден для CVRP з 32 вузлами, 248 імітаційних моделей нечітких замовлень та більше як 2 моделей реальних замовлень підтверджено ефективність розроблених нечітких моделей та алгоритмів згідно відповідного комплексу критеріїв. Введення НЕС в СППР для аналізу конфліктних ситуацій зменшує значення усередненого критерію на 5…10%; введення глибини 2 для пошуку порта-претендента знижує на 0…8% та підвищує значення критерію (для БП №4) на 7%. Оптимізація сформованих маршрутів шляхом побудови додаткових гамільтонових циклів забезпечує зниження параметра на 2%, а при реалізації БП (з додатковими маршрутами) знижує значення на 10…25%.
На основі об’єктно-орієнтованих технологій розроблено програмне забезпечення СППР для оптимізації маршрутів і траєкторій в умовах невизначеності, що забезпечує інтеграцію в існуючі автоматизовані системи управління бункерувальними компаніями, узгодженість з чинними стандартами в області організаційного управління підприємствами та ергономіки, поширення області застосування на більш широкий клас задач логістики, що характеризуються нечіткими параметрами вузлів в умовах ресурсних обмежень, та задач управління, зокрема, маніпуляційними системами з рухомою основою, підводними роботами в динамічному середовищі, нестаціонарними транспортно-технологічними системами тощо. Результати дисертаційних досліджень впроваджено в морських компаніях “Укрбункер” та “Нафтасервіс”, в навчальному процесі Українського державного морського технічного університету.
Публікації автора:
Малахов В.П., Кондратенко Г.В. Імітаційні моделі та алгоритми формування маршрутів і траєкторій на основі нечіткої логіки // Праці Одеського політехнічного університету, Одеса, 2002. – Вип.2 (18). – С. 72-80.
Кондратенко Г.В. Алгоритмы оценки эффективности процессов планирова-ния маршрутов и траекторий на основе нечетких моделей принятия решений // Моделювання та інформаційні технології. – К.: ІПМЕ НАНУ, 2002. – Вип.12.– С. 40-47.
Кондратенко Г.В. Проблемы управления манипуляционными системами с подвижным основанием // Збірник наукових праць УДМТУ. – Миколаїв, УДМТУ, 1999. – Вип. 4., С. 135–151.
Малахов В.П., Кондратенко Г.В. Аналіз задач класу VRP і алгоритми формування та оптимізації маршрутів рухомих об’єктів // Proceeding, 7-th International Modelling School, Alushta, Crimea, 2002. – С. 21-24.
Кондратенко Г.В. Фаззифікація якісних сигналів в нечітких системах підтримки прийняття рішень // Вісник ХГТУ. – Херсон, №14, 2002. – С. 74-81.
Сидоренко С., Кондратенко Г., Полторак К. Імітаційне моделювання нечітких алгоритмів для формування характеристик нелінійних функціональних перетворювачів // Proc. of 4-th International Modelling School of AMSE–UAPL (Alushta, Crimea, Sept. 12-17, 2000), Rzeszov, Poland, 2000. – С. 233-236.
Кондратенко Г.В.Оптимізація маршрутів суден в умовах невизначеності // Вісник технол. ун-ту Поділля. – Хмельницький, 2002. – № 3, Том.2. – С. 23-27.
Кондратенко Г.В.Формування цільових функцій при оптимізації процесів управління в умовах невизначеності // Матеріали міжнародної конференції з управління Автоматика – 2002, Донецьк, ДонНТУ, 2002. – С. 125-127.
Ткаченко А.Н., Кондратенко Г.В. Метафильтрация в линейных динамических системах // Тез. докл. ІІ гор. семинара «Применение выч. техники и математического моделирования в прикладных научных исследованиях», Одесса, 1995.–С. 22-23.
Кондратенко Г.В.Математичні моделі для оптимізації процесів планування маршрутів та траєкторій // Комп’ютерна інженерія та інформаційні технології. – Львів, Вісник НУ "Львівська політехніка", №450, 2002. – С. 56 – 60.
Malakhov V.P.,Kondratenko G.V.Information-support system based on the decision-making algorithms for marine uncertain functioning conditions//Proc. Int. Conf. "Shipbuilding: education, science, production", Mykolaiv, USMTU, 2002.– Vol. 2.– P.216-217.
Кондратенко Г.В. Проблеми моделювання електроприводів підвищеної швидкодії // Proc.:1-st Int. Modelling School (Krym,Alushta'96).– Rzeszow,1996. – С.42.
Кондратенко Г.В., Тимченко В.Л. Критерії ефективності маршрутів танкерів при плануванні бункерувальних операцій // Мат.3-й Межд. н.-т. конф. "Проблемы энергосбережения и экологии в судостроении".– УГМТУ, Николаев.– 2002.– С. 164.
Бочаров Р.Н., Кондратенко Г.В. Компьютеризированное управление температурными режимами печи для производства глинозема // Проблемы автоматизации технических объектов и технологических процессов в машиностроении, энергетике и на транспорте. Материалы межд. конф. – Севастополь, 1999. – С. 21.
